分页式虚拟存储系统硬件支撑详解

"分页式虚拟存储系统的硬件支撑-操作系统课件" 本课件主要讲解了分页式虚拟存储系统的硬件支撑，特别是涉及到CPU、MMU（内存管理单元）以及它们在内存访问过程中的作用。在这样的系统中，CPU生成逻辑地址，这个地址随后被传递给MMU进行翻译，转化为物理地址，以便主内存能够正确访问。 1. CPU在分页式虚拟存储系统中的角色： CPU（中央处理器）是计算机的核心部件，负责执行指令和控制整个系统的运算。在分页式存储管理中，CPU生成逻辑地址，这些地址包含了虚拟内存空间的信息，用于程序的执行。 2. MMU（内存管理单元）的功能： MMU是硬件组件，它的主要任务是将CPU生成的逻辑地址转换为实际的物理地址，使得数据能够正确存取。在16个4KB页面的示例中，MMU通过解析逻辑地址中的页号和页内偏移量，查找对应的页框号，从而确定数据在主内存中的位置。 3. 内存访问流程： 当CPU试图访问一个数据时，它会发送包含逻辑地址的请求到MMU。MMU会根据逻辑地址进行翻译，生成对应的物理地址，并将这个物理地址传递给主内存。如果页面不在内存中（不在主存且不在高速缓存中），则会发生缺页异常，触发页面替换算法，将某个页面调入内存。 4. 16个4KB页面情况下的MMU内部操作： 在16个4KB页面的环境中，MMU有一个页表，其中每个条目对应一个逻辑页号。页表条目中包含页框号，指示物理内存中该页面的位置。例如，逻辑地址8196可以被解析为页号1和页内偏移量12。MMU会查找页号1对应的页框号，然后结合页内偏移量生成物理地址。 5. 操作系统课程的相关信息： 这门课程是计算机科学的基础核心课程，涉及操作系统的基础理论和实践。课程内容包括操作系统概论、形成和发展、提供的服务和用户接口、系统结构、流行操作系统的简介等。课程评估包括笔试和平时成绩，还有专门的答疑时间。 6. 学习资源： 推荐的教材包括《操作系统教程》、《计算机操作系统》、《操作系统概念》以及《操作系统基础》等，这些书籍可以帮助深入理解操作系统的设计和工作原理。 分页式虚拟存储系统通过CPU、MMU和内存的协同工作，实现了对虚拟地址空间的有效管理和高效利用，确保了多任务环境下程序的并发执行和内存资源的优化分配。